题目
单选题(共50题,100.0分)43. (2.0分)设X_(1),...,X_(10)和Y_(1),...,Y_(20)分别是来自正态总体N(1,2)和N(0,3)的两个独立的样本,S_(1)^2和S_(2)^2别是两个样本的样本方差,则服从F(9,19)分布的统计量是()A. (2S_(2)^2)/(3S_(1)^2)B. (3S_(1)^2)/(2S_(2)^2)
单选题(共50题,100.0分)
43. (2.0分)
设$X_{1},\cdots,X_{10}$和$Y_{1},\cdots,Y_{20}$分别是来自正态总体$N(1,2)$和$N(0,3)$的两个独立的样本,$S_{1}^{2}$和$S_{2}^{2}$别是两个样本的样本方差,则服从$F(9,19)$分布的统计量是()
A. $\frac{2S_{2}^{2}}{3S_{1}^{2}}$
B. $\frac{3S_{1}^{2}}{2S_{2}^{2}}$
题目解答
答案
B. $\frac{3S_{1}^{2}}{2S_{2}^{2}}$
解析
本题考查的知识点是正态总体样本方差构成的 $F$ 分布。解题思路是根据 $F$ 分布的定义,对于两个相互独立的正态总体,由它们的样本方差构造出服从 $F$ 分布的统计量,再结合题目所给的样本信息和总体参数,计算出具体的统计量表达式,最后与选项进行对比。
详细解析
- 首先明确 $F$ 分布的定义:
- 设 $X_1,X_2,\cdots,X_n$ 是来自正态总体 $N(\mu_1,\sigma_1^2)$ 的样本,$Y_1,Y_2,\cdots,Y_m$ 是来自正态总体 $N(\mu_2,\sigma_2^2)$ 的样本,且两样本相互独立,$S_1^2$ 和 $S_2^2$ 分别是这两个样本的样本方差。则统计量
- $F=\frac{(n - 1)S_1^2/\sigma_1^2}{(m - 1)S_2^2/\sigma_2^2}\sim F(n - 1,m - 1)$,其中 $F(n - 1,m - 1)$ 表示自由度为 $(n - 1,m - 1)$ 的 $F$ 分布。
- 设 $X_1,X_2,\cdots,X_n$ 是来自正态总体 $N(\mu_1,\sigma_1^2)$ 的样本,$Y_1,Y_2,\cdots,Y_m$ 是来自正态总体 $N(\mu_2,\sigma_2^2)$ 的样本,且两样本相互独立,$S_1^2$ 和 $S_2^2$ 分别是这两个样本的样本方差。则统计量
- 然后根据题目所给信息确定各参数的值:
- 已知 $X_1,\cdots,X_{10}$ 是来自正态总体 $N(1,2)$ 的样本,所以 $n = 10$,$\sigma_1^2=2$;$Y_1,\cdots,Y_{20}$ 是来自正态总体 $N(0,3)$ 的样本,所以 $m = 20$,$\sigma_2^2=3$。
- 接着将参数值代入 $F$ 分布的统计量公式:
- 把 $n = 10$,$m = 20$,$\sigma_1^2=2$,$\sigma_2^2=3$ 代入 $F=\frac{(n - 1)S_1^2/\sigma_1^2}{(m - 1)S_2^2/\sigma_2^2}$ 中,可得
- $F=\frac{(10 - 1)S_1^2/2}{(20 - 1)S_2^2/3}$。
- 先计算分子分母:
- 分子为 $\frac{9S_1^2}{2}$,分母为 $\frac{19S_2^2}{3}$。
- 则 $F=\frac{\frac{9S_1^2}{2}}{\frac{19S_2^2}{3}}$,根据除法运算法则,除以一个数等于乘以它的倒数,即 $F=\frac{9S_1^2}{2}\times\frac{3}{19S_2^2}=\frac{27S_1^2}{38S_2^2}$。
- 这里需要注意的是,在 $F$ 分布中,分子自由度为 $n - 1=9$,分母自由度为 $m - 1 = 19$,所以该统计量服从 $F(9,19)$ 分布。
- 把 $n = 10$,$m = 20$,$\sigma_1^2=2$,$\sigma_2^2=3$ 代入 $F=\frac{(n - 1)S_1^2/\sigma_1^2}{(m - 1)S_2^2/\sigma_2^2}$ 中,可得
- 最后分析选项:
- 选项 A:$\frac{2S_2^2}{3S_1^2}$ 与我们计算出的 $\frac{27S_1^2}{38S_2^2}$ 形式不同,不服从 $F(9,19)$ 分布。
- 选项 B:$\frac{3S_1^2}{2S_2^2}$ 与 $\frac{27S_1^2}{38S_2^2}$ 成比例(比例系数为常数),因为 $F$ 分布的性质,若 $F_1\sim F(n_1,n_2)$,$k$ 为非零常数,则 $kF_1$ 也服从 $F(n_1,n_2)$ 分布,所以 $\frac{3S_1^2}{2S_2^2}$ 服从 $F(9,19)$ 分布。